روش های آزمون دیودهای خلاء

هنگامی که مدار قطع‌کننده‌های خلاء تولید می‌شوند یا در میدان استفاده می‌شوند، سه آزمون برای تأیید عملکرد آنها انجام می‌شود: ۱. آزمون مقاومت تماس؛ ۲. آزمون تحمل ولتاژ بالا؛ ۳. آزمون نشت.

آزمون مقاومت تماس

• در طول آزمون مقاومت تماس، یک میکروهم‌سنج به تماس‌های بسته مدار قطع‌کننده خلاء (VI) متصل می‌شود و مقاومت اندازه‌گیری و ضبط می‌شود. نتیجه سپس با مشخصات طراحی و یا میانگین مقادیر دیگر مدارهای قطع‌کننده خلاء از همان دسته تولید مقایسه می‌شود.

• این روش آزمون تضمین می‌کند که مقاومت تماس هر مدار قطع‌کننده خلاء با مشخصات فنی مورد انتظار مطابقت دارد، بنابراین عملکرد و قابلیت اطمینان آن تضمین می‌شود. با مقایسه نتایج با میانگین مقادیر همان دسته، ناهماهنگی‌های احتمالی شناسایی می‌شوند و امکان اقدامات اصلاحی به موقع فراهم می‌شود.

آزمون تحمل ولتاژ بالا

در آزمون تحمل ولتاژ بالا، ولتاژ بالا به تماس‌های باز مدار قطع‌کننده خلاء (VI) اعمال می‌شود. ولتاژ به تدریج به مقدار آزمون افزایش می‌یابد و جریان نشت اندازه‌گیری می‌شود. آزمون‌های کارخانه‌ای می‌توانند با استفاده از مجموعه‌های آزمون ولتاژ بالای AC یا DC انجام شوند. سازندگان مجموعه‌های آزمون قابل حمل مختلفی را برای انجام آزمون‌های ولتاژ بالا روی مدارهای قطع‌کننده خلاء باز ارائه می‌دهند. بیشتر این مجموعه‌های آزمون مجموعه‌های DC هستند زیرا به مراتب فشرده‌تر و در نتیجه قابل حمل‌تر از مجموعه‌های آزمون ولتاژ بالای AC هستند.

هنگام استفاده از ولتاژ DC، جریان نشت بالایی از نقطه تیز میکروسکوپی روی یک تماس می‌تواند به اشتباه به عنوان نشانه‌ای از پر شدن مدار قطع‌کننده خلاء با هوا تفسیر شود. برای جلوگیری از چنین تفسیر اشتباهی، مدار قطع‌کننده خلاء باید همیشه تحت هر دو قطبیت ولتاژ DC مثبت و منفی آزمون شود. این بدان معناست که آزمون باید با معکوس کردن قطبیت‌ها انجام شود. یک مدار قطع‌کننده معیوب که با هوا پر شده است در هر دو قطبیت جریان نشت بالایی را نشان می‌دهد.

یک مدار قطع‌کننده خوب با سطح خلاء مناسب ممکن است همچنان جریان نشت بالایی نشان دهد، اما عموماً فقط در یک قطبیت. یک مدار قطع‌کننده با نقطه تیز کوچکی روی تماس، جریان نشت بالایی را فقط زمانی که به عنوان کاتد عمل می‌کند، نشان می‌دهد، نه به عنوان آنود. بنابراین، تکرار آزمون با معکوس کردن قطبیت‌ها از تفسیر اشتباه نتایج جلوگیری می‌کند. ولتاژ آزمونی که برای آزمون مدار قطع‌کننده خلاء استفاده می‌شود باید با توصیه‌های سازندگان مدار قطع‌کننده خلاء مطابقت داشته باشد.

در زیر نمونه‌ای از آزمون‌کننده مدار قطع‌کننده خلاء ولتاژ بالا در محدوده ۱۰ تا ۶۰ کیلوولت DC ارائه شده توسط شرکت Megger آورده شده است:

آزمون نشت (آزمون MAC)

آزمون نشت بر اساس اصل تخلیه Penning است که به نام Frans Michael Penning (۱۸۹۴-۱۹۵۳) نامگذاری شده است. Penning نشان داد که هنگامی که ولتاژ بالا به تماس‌های باز در گاز اعمال می‌شود و ساختار تماس توسط یک میدان مغناطیسی احاطه شده است، مقدار جریان بین صفحات تابع فشار گاز، ولتاژ اعمال شده و قوت میدان مغناطیسی است.

تنظیمات آزمون اساسی

شکل زیر تنظیمات اساسی آزمون نشت مدار قطع‌کننده خلاء (VI) را نشان می‌دهد. برای آزمون در میدان، VI در داخل یک سیم پیچ مغناطیسی ثابت قابل حمل یا یک کابل انعطاف‌پذیر به تعداد مشخصی دور حول نمونه آزمون پیچیده می‌شود. هنگام شروع آزمون، ولتاژ DC بالا به VI اعمال می‌شود و جریان نشت پایه اندازه‌گیری می‌شود. سپس، در طول دومین اعمال ولتاژ DC، یک پالس ولتاژ DC به سیم پیچ میدان مغناطیسی اعمال می‌شود و جریان کل در طول این پالس اندازه‌گیری می‌شود. جریان یونی به عنوان جریان کل منهای جریان نشت محاسبه می‌شود. از آنجا که هم قوت میدان مغناطیسی و هم ولتاژ اعمال شده شناخته شده‌اند، تنها متغیر باقی‌مانده فشار گاز است. اگر رابطه بین فشار گاز و جریان جریان شناخته شده باشد، فشار داخلی می‌تواند بر اساس جریان اندازه‌گیری شده محاسبه شود.

این روش آزمون امکان ارزیابی دقیق سطح خلاء در مدار قطع‌کننده خلاء را فراهم می‌کند و عملکرد و قابلیت اطمینان آن را تضمین می‌کند. با مقایسه تغییرات جریان در شرایط مختلف، مشکلات نشت احتمالی به طور مؤثر شناسایی می‌شوند و عملیات ایمن تجهیزات تضمین می‌شود.

حتی بهترین مدارهای قطع‌کننده خلاء (VIs) نیز مقداری نشت خواهند داشت و این نشت ممکن است آهسته به حدی باشد که VI مدت عمر پیش‌بینی شده توسط سازنده را داشته باشد یا حتی بیشتر. با این حال، افزایش غیرمنتظره نرخ نشت می‌تواند مدت عمر VI را به طور قابل توجهی کاهش دهد. هنگامی که VIs در داخل قطع‌کننده‌های مداری در طول نگهداری معمولی با روش‌های سنتی آزمون می‌شوند، با تضمین عملکرد در آن لحظه به خدمت بازمی‌گردند و هیچ پیش‌بینی‌ای درباره عملکرد آینده ارائه نمی‌دهند.

مزایای آزمون نشت

تنظیم و اجرای آزمون نشت چالش‌برانگیزتر از بسیاری از آزمون‌های میدانی که پرسنل نگهداری با آن‌ها آشنا هستند نیست و نتایج آن به طور بسیار دقیق فشار داخلی VI را تعیین می‌کنند. با ادامه پذیرش آزمون نشت، صنعت برق می‌تواند بهبود قابل توجهی در کارایی نگهداری و کاهش تعداد شکست‌های غیرمنتظره VIs را ببیند.

با پذیرش آزمون نشت، نه تنها عملکرد فعلی تجهیزات تضمین می‌شود بلکه داده‌های پیش‌بینی‌کننده مهمی درباره عملکرد آینده ارائه می‌دهد. این رویکرد نه تنها به افزایش مدت عمر تجهیزات کمک می‌کند بلکه در توسعه برنامه‌های نگهداری پیشگیرانه موثرتر نیز کمک می‌کند و در نتیجه قابلیت اطمینان و ایمنی کلی سیستم را افزایش می‌دهد.

توضیحات فوق به گونه‌ای تنظیم شده‌اند که اطلاعات را به صورت واضح و دقیق منتقل کرده و خوانایی آن را افزایش می‌دهند. اهمیت آزمون نشت و مزایای آن نسبت به روش‌های آزمون سنتی برجسته شده و تأثیرات مثبت پتانسیل آن بر صنعت برق نشان داده شده است.

استفاده از سیم پیچ مغناطیسی سخت در آزمون MAC بر روی کل قطب

شکل بالا نشان می‌دهد که چگونه سیم پیچ مغناطیسی سخت استفاده شده در آزمون MAC می‌تواند بر روی کل قطب اعمال شود وقتی که مدار قطع‌کننده خلاء (VI) به راحتی قابل دسترس نیست. در حالی که بسیاری از قطع‌کننده‌های مداری خلاء ولتاژ متوسط موجود در میدان اجازه اعمال سیم پیچ به یا مدارهای قطع‌کننده خلاء فردی یا قطب‌های فردی را می‌دهند، برخی از آنها فضای کافی یا ترتیبی برای این کار ندارند.